连作花生根系分泌物自毒机理及调控研究

With the increase of continuous cropping area in peanut production, continuous cropping obstacle has become one of the important factors affecting the yield of peanut. At present, the allelopathy has become a hot topic to reveal the continuous cropping obstacle mechanism. Since the allelopathic substance of peanut root exudates is not clear, the effective regulation and control measures of peanut continuous cropping obstacles are rarely reported. In this study, the HPLC, GC-MS, LC-MS analysis technique will be used to identify and reverse verify main autotoxicity substances under medium culture and water culture method. And through study the effect of autotoxicity substances on root growth, cell structure, nutrient uptake, hormone content, and active oxygen metabolism, to reveal the autotoxicity mechanism. Through study, form optimal elimination methods and provide technical support for improving continuous cropping obstacle in peanut production.

我国花生主产区的连作面积较大，连作障碍已成为影响花生产量的重要因素之一。当前，化感作用研究已成为揭示连作障碍机制的热点，然而关于连作花生根系分泌物的自毒机理尚不明确，针对花生连作障碍的有效调控措施鲜见报道。本项目拟利用室内基质培养、盆栽和池栽试验等方法，采用液相色谱、气相色谱质谱联用与液相色谱质谱联用等分析技术手段，分离鉴定无菌基质和水培条件下花生根系的主要分泌物，并通过外源添加主要的自毒物质进行反向验证，最终确定导致花生自毒作用的主要物质；通过研究主要自毒物质对花生根系生长发育、细胞结构、激素含量、养分吸收、活性氧代谢等的影响，揭示主要自毒物质对花生的自毒机理。在确定自毒物质基础上，通过研究不同外源消减物质和不同轮作方式对连作障碍的的消减作用，提出降低花生连作危害的最优措施，为改善花生连作障碍提供技术支持。

花生根系分泌物的自毒作用与连作障碍存在密切关系。项目开展了花生根系分泌物的收集、分离和鉴定工作，鉴定出肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、苯甲酸、正壬酸、间叔丁基苯酚、4-对叔丁基苯酚7种花生根系分泌物。通过开展自毒物质添加试验，研究了自毒物质对种子发芽率、花生产量、叶片与根系发育等的影响；确定了间叔丁基苯酚和4-对叔丁基苯酚两种物质是对花生生长发育影响较大的自毒物质，并初步明确了其自毒机理。通过盆栽添加消减物质试验和轮作消减试验，研究了不同处理对花生生长发育情况、产量、品质、叶片酶活性、土壤微生物多样性等的影响，提出了通过添加消减物质或者轮作来减轻连作障碍的技术途径。研究认为，添加活性炭或者炭基肥对连作障碍的消减具有较好的作用；轮作处理方面，花生-小麦-玉米3年种植1次花生的轮作方式对减少花生连作障碍作用明显，其次为绿肥还田方式。研究结果为减轻花生的连作障碍提供了技术支持。项目发表论文2篇，授权实用新型专利3项，软件著作权2项，完成了预期研究目标，为实现花生生产可持续发展提供了理论依据和技术支持。